[发明专利]面向控制系统的积分滑模控制方法、装置及设备

说明书

本发明实施例涉及控制科学及工程技术领域，公开了面向控制系统的积分滑模控制方法、装置及设备。本发明实施例先获取待镇定被控系统对应的非线性系统模型；对非线性系统模型进行线性化处理，以得到分段仿射线性模型；基于分段仿射线性模型确定积分滑模控制器的控制器矩阵；根据控制器矩阵确定滑模面矩阵；运用积分滑模控制器及与滑模面矩阵对应的积分滑模面，以确保待镇定被控系统在初始时刻时处于滑动模态。可见，本发明实施例运用当前确定出的积分滑模控制器和积分滑模面可使得系统在初始时刻时即处于滑动模态，解决了较难基于分段仿射线性模型来实现工业控制系统的积分滑模控制策略的技术问题；同时，也使得系统表现出更好的抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及控制科学及工程技术领域，尤其涉及面向控制系统的积分滑模控制方法、装置及设备。

背景技术

随着工业化控制系统的不断发展，当前的工业控制系统可广泛应用于各类型高精度机电设备、机器人等设备的控制操作。

为了进一步地稳定各工业控制系统的系统控制行为，提高工业控制系统的抗干扰能力，使得各工业控制系统可以较好地应对各类工况，可进一步地优化工业控制系统。

就工业控制系统的优化方式而言，可结合进工业控制系统对应的分段仿射线性模型进行系统优化，其中，分段仿射线性模型用于描述该工业控制系统。

其中，就分段仿射线性模型而言，分段仿射线性模型是一类基于系统状态进行动力学方程切换的模型。当系统状态位于某一子区域时，系统动力学特性由该区域内的仿射线性模型决定。

更进一步地，就可用于描述工业控制系统的一般非线性系统而言，首先，可将状态空间分划成一系列子区域，在每个子区域内使用一个具有不确定性的仿射线性系统等价地表示原非线性系统。

但是，目前，较难基于分段仿射线性模型来实现工业控制系统的积分滑模控制策略。

发明内容

为了解决较难基于分段仿射线性模型来实现工业控制系统的积分滑模控制策略的技术问题，本发明实施例提供面向控制系统的积分滑模控制方法、装置及设备。

第一方面，本发明实施例提供一种面向控制系统的积分滑模控制方法，包括：

获取待镇定被控系统对应的非线性系统模型；

对所述非线性系统模型进行线性化处理，以得到分段仿射线性模型；

基于所述分段仿射线性模型确定积分滑模控制器的控制器矩阵；

根据所述控制器矩阵确定滑模面矩阵；

运用所述积分滑模控制器及与所述滑模面矩阵对应的积分滑模面，以确保所述待镇定被控系统在初始时刻时处于滑动模态，镇定所述待镇定被控系统的系统控制行为。

优选地，所述根据所述控制器矩阵确定滑模面矩阵，具体包括：

根据所述控制器矩阵确定第一线性矩阵不等式的矩阵解；

根据所述矩阵解确定滑模面矩阵。

优选地，所述根据所述控制器矩阵确定第一线性矩阵不等式的矩阵解，具体包括：

根据滑动模态的预设条件确定滑模运动的动力学方程；

在所述动力学方程下根据所述控制器矩阵确定第一线性矩阵不等式的矩阵解。

优选地，所述运用所述积分滑模控制器及与所述滑模面矩阵对应的积分滑模面，以确保所述待镇定被控系统在初始时刻时处于滑动模态，镇定所述待镇定被控系统的系统控制行为之后，所述面向控制系统的积分滑模控制方法还包括：

若检测到所述待镇定被控系统在待选取区域内并非渐近稳定，则通过待调整参数调整所述待镇定被控系统的系统控制行为，以确保所述待镇定被控系统在所述待选取区域内渐近稳定。